5.3. Đặc tính động lực của ô tô
5.3.2. Đặc tính động lực của ô tô khi tải trọng thay đổi
Không phải bất cứ lúc nào ô tô cũng hoạt động ở chế độ tải định mức. Do vậy ta cần xét đến các trường hợp tải trọng khác với định mức. Khi trọng lượng ô tô thay đổi từ G thành Gv, tương ứng tải trọng thay đổi từ Q thành Qv, nhân tố động lực thay đổi theo quan hệ:
i v v
i, .D
G
= G D
Eq. 5-16
Với: G = Go + Q Gv = Go + Qv
Hình 5-5 Đồ thị nhân tố động lực khi tải trọng ô tô thay đổi
Như vậy đối với một ô tô thì nhân tố động lực tỷ lệ nghịch với trọng lượng của nó. Để biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số nhân tố động lực với sự thay đổi tải trọng, trọng lượng ô tô ta không cần thiết tính lại D tất cả cho các tải trọng mà ghép thêm về phía bên trái đồ thị D_V một đồ thị tia với cách xây dựng được mô tả như sau.
Dải tải trọng của ô tô – tính bằng % so với tải định mức đối với ô tô tải và tính bằng số người đối với ô tô du lịch hoặc khách – được thể hiện trên trục hoành của đồ thị tia này. Giá trị 100% của dải tải trọng trùng điểm gốc của hệ trục (D, V) và gốc 0% là một điểm bất kỳ nằm về phía bên trái.
Tại gốc 0% của dải tải trọng, dựng trục Do song song với trục D. Tỷ lệ xích ao của trục Do và tỷ lệ xích a của trục D có quan hệ:
G .G a ao o
Nối các điểm có cùng giá trị tương ứng trên hai trục D và Do để lập thành các tia. Các tia này thường được lập với dải giá trị 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; ...
Các giá trị trung gian được xác định bằng phương pháp nội suy. Hệ đồ thị
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 62 (D,V) và đồ thị tia cho phép giải các bài toán khi tải trọng ô tô thay đổi trong phạm vi bất kỳ. Một số ví dụ điển hình được khảo sát dưới đây.
Ví dụ 1: Xác định hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể hoạt động được ở vận tốc 25 m/s khi mang tải 40%. Từ giá trị vận tốc 25 m/s trên trục OV, dựng đường song song với trục D đến khi cắt đường cong DIV. Tại giao điểm này dựng song song với trục hoành về phía bên đồ thị tia cho đến khi giao với đường thẳng đứng đi qua điểm biểu thị 40% tải; giao điểm này xác định hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được (tương ứng với giá trị 0,048 trên đồ thị).
Ví dụ 2: Xác định tay số và vận tốc lớn nhất ô tô có thể chạy được khi biết tải trọng 80% và sức cản tổng cộng của đường 0,14. Trên đường thẳng đứng đi qua điểm biểu thị tải 80%, xác định điểm tương ứng với hệ số cản tổng cộng
=0,14. Từ điểm này dựng song song với trục hoành về phía đồ thị ODV cho đến khi giao với đường DII. Hoành độ của giao điểm này có giá trị 7 m/s. Như vậy, theo điều kiện kéo thì ô tô có khả năng hoạt động ở số I và II. Tuy nhiên, số II là số truyền hợp lý và ô tô có khả năng chuyển động với vận tốc lớn nhất là 7 m/s. Các số III và IV không thể đáp ứng điều kiện kéo.
Ví dụ 3: Xác định khả năng mang tải khi biết sức cản của đường =0,1 và vận tốc của ô tô 13 m/s. Từ giao điểm của đường thẳng đứng đi qua điểm có V=13 m/s và đường cong DIII, gióng song song với trục hoành cho đến khi giao với đường tia biểu thị sức cản = 0,1. Hoành độ của giao điểm này ( trên dải tải trọng) xác định tải trọng ô tô có thể mang được, tương ứng 20% trên đồ thị.
Hình 5-6 Điều kiện chuyển động của ô tô khi tải trọng, hệ số bám thay đổi
Sự xây dựng các tia xác định điều kiện bám của bánh xe chủ động được thực hiện như sau (Hình 5-6). Trên hai trục D và Do, lập các tia nối các điểm tương ứng có cùng giá trị trong dải x= [0,1; 0,2; ...; 1,0] với tỷ lệ xích xác định từ quan hệ:
G Z
d và
o
o G
d Z
VớiZ là tổng phản lực pháp tuyến tại các bánh xe chủ động.
Các điểm trên các trục được xác định với các giá trị như sau:
- Trên trục D: D = d . x
- Trên trục Do: Do = do . x
Với đồ thị tia xác định hệ số bám giới hạn, ta có thể xác định đầy đủ khả năng di chuyển của ô tô. Các ví dụ sau đây minh họa.
Ví dụ 4: Xác định khả năng hoạt động của ô tô khi vận tốc là 25 m/s và mang tải 80%. Từ giao điểm của đường thẳng đứng đi qua điểm có vận tốc 25m/s với đường cong DIV, gióng song song trục hoành cho đến khi giao với đường thẳng đứng đi qua điểm biểu thị 80% tải. Giao điểm A tương ứng với hệ
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 64 số bám giới hạn x,lim= 0,12. Như vậy, ô tô chỉ có thể hoạt động được nếu điều kiện bám được thỏa mãn:
x x,lim
Ví dụ 5: Xác định khả năng hoạt động của ô tô (số truyền, vận tốc) khi biết tải trọng của ô tô 70% và hệ số bám của đường 0,4. Từ giao điểm của đường thẳng đứng đi qua điểm biểu thị tải trọng 70% và tia biểu thị hệ số bám 0,4, gióng song song với trục hoành về phía trục ODV. Vị trí của đường gióng thể hiện giới hạn bám với tải trọng và loại đường đã cho. Ô tô chỉ có thể hoạt động với các điểm nằm dưới đường giới hạn này.